A fost descoperit primul nou izotop greu al uraniului din ultimele decenii

Oamenii de știință au anunțat producerea, pentru prima dată, a uraniului-241, umplând astfel un gol în lunga listă de izotopi ai acestui metal greu. Cu un timp de înjumătățire estimat la 40 de minute (timpul necesar pentru ca jumătate din atomii dintr-un eșantion să se dezintegreze radioactiv), acesta este mult prea scurt pentru ca U-241 format în supernove sau kilonove să supraviețuiască. Spre deosebire de mulți izotopi cu timpi de înjumătățire măsurați în micro sau nanosecunde, acesta este suficient de lung pentru ca proprietățile sale să fie studiate.

Elementele sunt definite de câțiva protoni din nucleele lor, dar, în afară de hidrogen, este, de asemenea, nevoie de neutroni pentru a ține lucrurile împreună. Elementele pot avea un număr variabil de neutroni, creând izotopi care se disting prin numărul de protoni și neutroni combinați. Astfel, toți atomii de uraniu au 92 de protoni, iar noul izotop are 149 de neutroni, în timp ce atomii de uraniu natural de pe Pământ au 146 sau 143, potrivit IFL Science.

Unii izotopi sunt stabili, nu se descompun în alte elemente decât dacă sunt forțați de un bombardament cu radiații. Uraniul nu are izotopi stabili, dar U-235 și U-238 au nevoie de atât de mult timp pentru a se dezintegra, încât o parte semnificativă din acești atomi prezenți în momentul formării Pământului supraviețuiesc astăzi, împreună cu cantități mici de U-233, U-234 și U-236. Toți ceilalți izotopi de uraniu au trebuit să fie produși în laborator, iar oamenii de știință au descoperit treptat care sunt posibili.

Studiul a fost publicat în Physical Review Letters.

Prima descoperire a unui izotop din categoria mai grea

O echipă condusă de dr. Toshitaka Niwase de la Organizația Japoneză de Cercetare a Acceleratorilor de Înaltă Energie a adăugat U-241 pe listă.

În 2021, anunțarea producției de U-214 a însemnat sosirea izotopului de uraniu cu cei mai puțini neutroni și, prin urmare, cu cel mai ușor nucleu. La fel ca majoritatea izotopilor descoperiți, acesta rezistă doar pentru perioade scurte. Timpul său de înjumătățire este estimat la doar 0,0005 secunde, deși există încă o oarecare incertitudine cu privire la acest lucru, întrucât ar putea fi de trei ori mai lung.

Uraniu-220 rămâne nedescoperit, dar cu producerea lui 241, a fost realizat fiecare alt izotop până la U-241. Descoperirea lui U-241 este prima descoperire a unui izotop din categoria mai grea din 1979 încoace.

Atunci când U-241 se dezintegrează, acesta eliberează raze beta, transformând unul dintre neutronii săi abundenți într-un proton și formând neptuniu-241. Acesta, la rândul său, durează aproximativ 14 minute înainte să devină plutoniu-241 prin același proces de dezintegrare.

Modul în care se comportă atomii bogați în neutroni

Niwase și colegii săi au reunit particule de uraniu-238 și platină-198 și au produs 19 izotopi diferiți de protactiniu, uraniu, neptuniu și plutoniu. Optsprezece dintre aceștia erau cunoscuți, dar atomii de U-241 au fost găsiți în amestec prin sortarea produselor în funcție de greutate.

Este puțin probabil ca U-241 să aibă o utilizare practică și ca cineva să dorească să înlocuiască izotopii utilizați în aplicațiile existente ale uraniului cu o astfel de versiune radioactivă. Totuși, investigarea comportamentului unui astfel de izotop greu ar putea să ne ajute să înțelegem mai bine modul în care se comportă atomii bogați în neutroni.

Vă mai recomandăm și: 

Ettore Majorana, fizicianul „de geniu” care a prezis neutronii și apoi a dispărut

Descoperire unică în astronomie: exoplaneta cu atmosferă de metale grele

Cel mai rar și mai scump metal prețios nu este aurul!

Povestea tragică a băiatului care a adus acasă o capsulă radioactivă fără să știe